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Theorem aks6d1c2p2

Description: Injective condition for countability argument assuming that N is not a prime power. (Contributed by metakunt, 7-Jan-2025)

Ref Expression
Hypotheses aks6d1c2p2.1 φN
aks6d1c2p2.2 φP
aks6d1c2p2.3 φPN
aks6d1c2p2.4 E=k0,l0PkNPl
aks6d1c2p2.5 φQ
aks6d1c2p2.6 φQN
aks6d1c2p2.7 φPQ
Assertion aks6d1c2p2 φE:0×01-1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 aks6d1c2p2.1 φN
2 aks6d1c2p2.2 φP
3 aks6d1c2p2.3 φPN
4 aks6d1c2p2.4 E=k0,l0PkNPl
5 aks6d1c2p2.5 φQ
6 aks6d1c2p2.6 φQN
7 aks6d1c2p2.7 φPQ
8 1 2 3 4 aks6d1c2p1 φE:0×0
9 neneq bd¬b=d
10 9 orcd bd¬b=d¬a=c
11 simpr b=dacac
12 11 neneqd b=dac¬a=c
13 12 olcd b=dac¬b=d¬a=c
14 10 13 jaoi bdb=dac¬b=d¬a=c
15 neqne ¬b=dbd
16 15 orcd ¬b=dbdb=dac
17 neqne ¬a=cac
18 17 anim1ci ¬a=cb=db=dac
19 18 olcd ¬a=cb=dbdb=dac
20 16 adantl ¬a=c¬b=dbdb=dac
21 19 20 pm2.61dan ¬a=cbdb=dac
22 16 21 jaoi ¬b=d¬a=cbdb=dac
23 14 22 impbii bdb=dac¬b=d¬a=c
24 orcom ¬b=d¬a=c¬a=c¬b=d
25 23 24 bitri bdb=dac¬a=c¬b=d
26 ianor ¬a=cb=d¬a=c¬b=d
27 26 bicomi ¬a=c¬b=d¬a=cb=d
28 25 27 bitri bdb=dac¬a=cb=d
29 5 ad5antr φa0b0c0d0bdQ
30 simpr φa0b0c0d0bdp=Qp=Q
31 30 oveq1d φa0b0c0d0bdp=QppCntPaNPb=QpCntPaNPb
32 30 oveq1d φa0b0c0d0bdp=QppCntPcNPd=QpCntPcNPd
33 31 32 neeq12d φa0b0c0d0bdp=QppCntPaNPbppCntPcNPdQpCntPaNPbQpCntPcNPd
34 0cnd φa0b0c0d0bd0
35 prmnn PP
36 2 35 syl φP
37 1 36 jca φNP
38 nndivdvds NPPNNP
39 37 38 syl φPNNP
40 3 39 mpbid φNP
41 40 adantr φa0NP
42 41 adantr φa0b0NP
43 42 ad2antrr φa0b0c0d0NP
44 43 adantr φa0b0c0d0bdNP
45 simp-4r φa0b0c0d0bdb0
46 44 45 nnexpcld φa0b0c0d0bdNPb
47 29 46 pccld φa0b0c0d0bdQpCntNPb0
48 47 nn0cnd φa0b0c0d0bdQpCntNPb
49 simplr φa0b0c0d0bdd0
50 44 49 nnexpcld φa0b0c0d0bdNPd
51 29 50 pccld φa0b0c0d0bdQpCntNPd0
52 51 nn0cnd φa0b0c0d0bdQpCntNPd
53 simpr φa0b0c0d0bdbd
54 45 nn0cnd φa0b0c0d0bdb
55 49 nn0cnd φa0b0c0d0bdd
56 29 44 pccld φa0b0c0d0bdQpCntNP0
57 56 nn0cnd φa0b0c0d0bdQpCntNP
58 simp-5l φa0b0c0d0bdφ
59 1 nncnd φN
60 36 nncnd φP
61 36 nnne0d φP0
62 59 60 61 divcan2d φPNP=N
63 62 eqcomd φN=PNP
64 63 breq2d φQNQPNP
65 6 64 mpbid φQPNP
66 36 nnzd φP
67 40 nnzd φNP
68 euclemma QPNPQPNPQPQNP
69 5 66 67 68 syl3anc φQPNPQPQNP
70 69 biimpd φQPNPQPQNP
71 65 70 mpd φQPQNP
72 necom PQQP
73 72 imbi2i φPQφQP
74 7 73 mpbi φQP
75 74 neneqd φ¬Q=P
76 1red φ1
77 prmgt1 Q1<Q
78 5 77 syl φ1<Q
79 76 78 ltned φ1Q
80 79 necomd φQ1
81 80 neneqd φ¬Q=1
82 75 81 jca φ¬Q=P¬Q=1
83 pm4.56 ¬Q=P¬Q=1¬Q=PQ=1
84 82 83 sylib φ¬Q=PQ=1
85 prmnn QQ
86 5 85 syl φQ
87 dvdsprime PQQPQ=PQ=1
88 2 86 87 syl2anc φQPQ=PQ=1
89 84 88 mtbird φ¬QP
90 71 89 orcnd φQNP
91 5 40 jca φQNP
92 pcelnn QNPQpCntNPQNP
93 91 92 syl φQpCntNPQNP
94 90 93 mpbird φQpCntNP
95 58 94 syl φa0b0c0d0bdQpCntNP
96 95 nnne0d φa0b0c0d0bdQpCntNP0
97 54 55 57 96 mulcan2d φa0b0c0d0bdbQpCntNP=dQpCntNPb=d
98 97 necon3bid φa0b0c0d0bdbQpCntNPdQpCntNPbd
99 53 98 mpbird φa0b0c0d0bdbQpCntNPdQpCntNP
100 5 ad4antr φa0b0c0d0Q
101 nnq NPNP
102 43 101 syl φa0b0c0d0NP
103 1 ad4antr φa0b0c0d0N
104 103 nncnd φa0b0c0d0N
105 36 adantr φa0P
106 105 adantr φa0b0P
107 106 ad2antrr φa0b0c0d0P
108 107 nncnd φa0b0c0d0P
109 103 nnne0d φa0b0c0d0N0
110 107 nnne0d φa0b0c0d0P0
111 104 108 109 110 divne0d φa0b0c0d0NP0
112 102 111 jca φa0b0c0d0NPNP0
113 simpllr φa0b0c0d0b0
114 113 nn0zd φa0b0c0d0b
115 100 112 114 3jca φa0b0c0d0QNPNP0b
116 pcexp QNPNP0bQpCntNPb=bQpCntNP
117 115 116 syl φa0b0c0d0QpCntNPb=bQpCntNP
118 117 adantr φa0b0c0d0bdQpCntNPb=bQpCntNP
119 118 eqcomd φa0b0c0d0bdbQpCntNP=QpCntNPb
120 simpr φa0b0c0d0d0
121 120 nn0zd φa0b0c0d0d
122 100 112 121 3jca φa0b0c0d0QNPNP0d
123 pcexp QNPNP0dQpCntNPd=dQpCntNP
124 122 123 syl φa0b0c0d0QpCntNPd=dQpCntNP
125 124 adantr φa0b0c0d0bdQpCntNPd=dQpCntNP
126 125 eqcomd φa0b0c0d0bddQpCntNP=QpCntNPd
127 99 119 126 3netr3d φa0b0c0d0bdQpCntNPbQpCntNPd
128 34 48 52 127 addneintrd φa0b0c0d0bd0+QpCntNPb0+QpCntNPd
129 75 ad4antr φa0b0c0d0¬Q=P
130 2 ad4antr φa0b0c0d0P
131 simp-4r φa0b0c0d0a0
132 prmdvdsexpr QPa0QPaQ=P
133 100 130 131 132 syl3anc φa0b0c0d0QPaQ=P
134 133 con3d φa0b0c0d0¬Q=P¬QPa
135 129 134 mpd φa0b0c0d0¬QPa
136 simplr φa0b0a0
137 106 136 nnexpcld φa0b0Pa
138 137 ad2antrr φa0b0c0d0Pa
139 100 138 jca φa0b0c0d0QPa
140 pceq0 QPaQpCntPa=0¬QPa
141 139 140 syl φa0b0c0d0QpCntPa=0¬QPa
142 135 141 mpbird φa0b0c0d0QpCntPa=0
143 142 eqcomd φa0b0c0d00=QpCntPa
144 143 oveq1d φa0b0c0d00+QpCntNPb=QpCntPa+QpCntNPb
145 144 adantr φa0b0c0d0bd0+QpCntNPb=QpCntPa+QpCntNPb
146 simplr φa0b0c0d0c0
147 prmdvdsexpr QPc0QPcQ=P
148 100 130 146 147 syl3anc φa0b0c0d0QPcQ=P
149 129 148 mtod φa0b0c0d0¬QPc
150 107 146 nnexpcld φa0b0c0d0Pc
151 100 150 jca φa0b0c0d0QPc
152 pceq0 QPcQpCntPc=0¬QPc
153 151 152 syl φa0b0c0d0QpCntPc=0¬QPc
154 149 153 mpbird φa0b0c0d0QpCntPc=0
155 154 eqcomd φa0b0c0d00=QpCntPc
156 155 oveq1d φa0b0c0d00+QpCntNPd=QpCntPc+QpCntNPd
157 156 adantr φa0b0c0d0bd0+QpCntNPd=QpCntPc+QpCntNPd
158 128 145 157 3netr3d φa0b0c0d0bdQpCntPa+QpCntNPbQpCntPc+QpCntNPd
159 107 nnzd φa0b0c0d0P
160 159 131 jca φa0b0c0d0Pa0
161 zexpcl Pa0Pa
162 160 161 syl φa0b0c0d0Pa
163 131 nn0zd φa0b0c0d0a
164 108 110 163 expne0d φa0b0c0d0Pa0
165 162 164 jca φa0b0c0d0PaPa0
166 43 nnzd φa0b0c0d0NP
167 166 113 jca φa0b0c0d0NPb0
168 zexpcl NPb0NPb
169 167 168 syl φa0b0c0d0NPb
170 104 108 110 divcld φa0b0c0d0NP
171 170 111 114 expne0d φa0b0c0d0NPb0
172 169 171 jca φa0b0c0d0NPbNPb0
173 100 165 172 3jca φa0b0c0d0QPaPa0NPbNPb0
174 pcmul QPaPa0NPbNPb0QpCntPaNPb=QpCntPa+QpCntNPb
175 173 174 syl φa0b0c0d0QpCntPaNPb=QpCntPa+QpCntNPb
176 175 adantr φa0b0c0d0bdQpCntPaNPb=QpCntPa+QpCntNPb
177 176 eqcomd φa0b0c0d0bdQpCntPa+QpCntNPb=QpCntPaNPb
178 150 nnzd φa0b0c0d0Pc
179 150 nnne0d φa0b0c0d0Pc0
180 178 179 jca φa0b0c0d0PcPc0
181 43 120 nnexpcld φa0b0c0d0NPd
182 181 nnzd φa0b0c0d0NPd
183 181 nnne0d φa0b0c0d0NPd0
184 182 183 jca φa0b0c0d0NPdNPd0
185 100 180 184 3jca φa0b0c0d0QPcPc0NPdNPd0
186 pcmul QPcPc0NPdNPd0QpCntPcNPd=QpCntPc+QpCntNPd
187 185 186 syl φa0b0c0d0QpCntPcNPd=QpCntPc+QpCntNPd
188 187 adantr φa0b0c0d0bdQpCntPcNPd=QpCntPc+QpCntNPd
189 188 eqcomd φa0b0c0d0bdQpCntPc+QpCntNPd=QpCntPcNPd
190 158 177 189 3netr3d φa0b0c0d0bdQpCntPaNPbQpCntPcNPd
191 29 33 190 rspcedvd φa0b0c0d0bdpppCntPaNPbppCntPcNPd
192 2 ad5antr φa0b0c0d0b=dacP
193 simpr φa0b0c0d0b=dacp=Pp=P
194 193 oveq1d φa0b0c0d0b=dacp=PppCntPaNPb=PpCntPaNPb
195 193 oveq1d φa0b0c0d0b=dacp=PppCntPcNPd=PpCntPcNPd
196 194 195 neeq12d φa0b0c0d0b=dacp=PppCntPaNPbppCntPcNPdPpCntPaNPbPpCntPcNPd
197 130 adantr φa0b0c0d0b=dacP
198 197 35 syl φa0b0c0d0b=dacP
199 simp-5r φa0b0c0d0b=daca0
200 198 199 nnexpcld φa0b0c0d0b=dacPa
201 197 200 pccld φa0b0c0d0b=dacPpCntPa0
202 201 nn0cnd φa0b0c0d0b=dacPpCntPa
203 simpllr φa0b0c0d0b=dacc0
204 198 203 nnexpcld φa0b0c0d0b=dacPc
205 197 204 pccld φa0b0c0d0b=dacPpCntPc0
206 205 nn0cnd φa0b0c0d0b=dacPpCntPc
207 43 adantr φa0b0c0d0b=dacNP
208 simp-4r φa0b0c0d0b=dacb0
209 207 208 nnexpcld φa0b0c0d0b=dacNPb
210 197 209 pccld φa0b0c0d0b=dacPpCntNPb0
211 210 nn0cnd φa0b0c0d0b=dacPpCntNPb
212 11 adantl φa0b0c0d0b=dacac
213 197 199 jca φa0b0c0d0b=dacPa0
214 pcidlem Pa0PpCntPa=a
215 213 214 syl φa0b0c0d0b=dacPpCntPa=a
216 215 eqcomd φa0b0c0d0b=daca=PpCntPa
217 197 203 jca φa0b0c0d0b=dacPc0
218 pcidlem Pc0PpCntPc=c
219 217 218 syl φa0b0c0d0b=dacPpCntPc=c
220 219 eqcomd φa0b0c0d0b=dacc=PpCntPc
221 212 216 220 3netr3d φa0b0c0d0b=dacPpCntPaPpCntPc
222 202 206 211 221 addneintr2d φa0b0c0d0b=dacPpCntPa+PpCntNPbPpCntPc+PpCntNPb
223 eqidd φa0b0c0d0b=dacPpCntPa+PpCntNPb=PpCntPa+PpCntNPb
224 simprl φa0b0c0d0b=dacb=d
225 224 oveq2d φa0b0c0d0b=dacNPb=NPd
226 225 oveq2d φa0b0c0d0b=dacPpCntNPb=PpCntNPd
227 226 oveq2d φa0b0c0d0b=dacPpCntPc+PpCntNPb=PpCntPc+PpCntNPd
228 222 223 227 3netr3d φa0b0c0d0b=dacPpCntPa+PpCntNPbPpCntPc+PpCntNPd
229 130 165 172 3jca φa0b0c0d0PPaPa0NPbNPb0
230 pcmul PPaPa0NPbNPb0PpCntPaNPb=PpCntPa+PpCntNPb
231 229 230 syl φa0b0c0d0PpCntPaNPb=PpCntPa+PpCntNPb
232 231 eqcomd φa0b0c0d0PpCntPa+PpCntNPb=PpCntPaNPb
233 232 adantr φa0b0c0d0b=dacPpCntPa+PpCntNPb=PpCntPaNPb
234 130 180 184 3jca φa0b0c0d0PPcPc0NPdNPd0
235 pcmul PPcPc0NPdNPd0PpCntPcNPd=PpCntPc+PpCntNPd
236 235 eqcomd PPcPc0NPdNPd0PpCntPc+PpCntNPd=PpCntPcNPd
237 234 236 syl φa0b0c0d0PpCntPc+PpCntNPd=PpCntPcNPd
238 237 adantr φa0b0c0d0b=dacPpCntPc+PpCntNPd=PpCntPcNPd
239 228 233 238 3netr3d φa0b0c0d0b=dacPpCntPaNPbPpCntPcNPd
240 192 196 239 rspcedvd φa0b0c0d0b=dacpppCntPaNPbppCntPcNPd
241 191 240 jaodan φa0b0c0d0bdb=dacpppCntPaNPbppCntPcNPd
242 biidd φa0b0c0d0PaNPb=PcNPdPaNPb=PcNPd
243 242 necon3abid φa0b0c0d0PaNPbPcNPd¬PaNPb=PcNPd
244 simpr φa0b0b0
245 42 244 nnexpcld φa0b0NPb
246 137 245 nnmulcld φa0b0PaNPb
247 246 adantr φa0b0c0PaNPb
248 247 adantr φa0b0c0d0PaNPb
249 248 nnnn0d φa0b0c0d0PaNPb0
250 150 181 nnmulcld φa0b0c0d0PcNPd
251 250 nnnn0d φa0b0c0d0PcNPd0
252 249 251 jca φa0b0c0d0PaNPb0PcNPd0
253 pc11 PaNPb0PcNPd0PaNPb=PcNPdpppCntPaNPb=ppCntPcNPd
254 252 253 syl φa0b0c0d0PaNPb=PcNPdpppCntPaNPb=ppCntPcNPd
255 254 notbid φa0b0c0d0¬PaNPb=PcNPd¬pppCntPaNPb=ppCntPcNPd
256 243 255 bitrd φa0b0c0d0PaNPbPcNPd¬pppCntPaNPb=ppCntPcNPd
257 rexnal p¬ppCntPaNPb=ppCntPcNPd¬pppCntPaNPb=ppCntPcNPd
258 257 bicomi ¬pppCntPaNPb=ppCntPcNPdp¬ppCntPaNPb=ppCntPcNPd
259 258 a1i φa0b0c0d0¬pppCntPaNPb=ppCntPcNPdp¬ppCntPaNPb=ppCntPcNPd
260 256 259 bitrd φa0b0c0d0PaNPbPcNPdp¬ppCntPaNPb=ppCntPcNPd
261 biidd φa0b0c0d0ppCntPaNPb=ppCntPcNPdppCntPaNPb=ppCntPcNPd
262 261 necon3bbid φa0b0c0d0¬ppCntPaNPb=ppCntPcNPdppCntPaNPbppCntPcNPd
263 262 rexbidv φa0b0c0d0p¬ppCntPaNPb=ppCntPcNPdpppCntPaNPbppCntPcNPd
264 260 263 bitrd φa0b0c0d0PaNPbPcNPdpppCntPaNPbppCntPcNPd
265 264 adantr φa0b0c0d0bdb=dacPaNPbPcNPdpppCntPaNPbppCntPcNPd
266 241 265 mpbird φa0b0c0d0bdb=dacPaNPbPcNPd
267 28 266 sylan2br φa0b0c0d0¬a=cb=dPaNPbPcNPd
268 4 a1i φa0b0c0d0E=k0,l0PkNPl
269 simprl φa0b0c0d0k=al=bk=a
270 269 oveq2d φa0b0c0d0k=al=bPk=Pa
271 simprr φa0b0c0d0k=al=bl=b
272 271 oveq2d φa0b0c0d0k=al=bNPl=NPb
273 270 272 oveq12d φa0b0c0d0k=al=bPkNPl=PaNPb
274 268 273 131 113 248 ovmpod φa0b0c0d0aEb=PaNPb
275 simprl φa0b0c0d0k=cl=dk=c
276 275 oveq2d φa0b0c0d0k=cl=dPk=Pc
277 simprr φa0b0c0d0k=cl=dl=d
278 277 oveq2d φa0b0c0d0k=cl=dNPl=NPd
279 276 278 oveq12d φa0b0c0d0k=cl=dPkNPl=PcNPd
280 268 279 146 120 250 ovmpod φa0b0c0d0cEd=PcNPd
281 274 280 neeq12d φa0b0c0d0aEbcEdPaNPbPcNPd
282 281 adantr φa0b0c0d0¬a=cb=daEbcEdPaNPbPcNPd
283 267 282 mpbird φa0b0c0d0¬a=cb=daEbcEd
284 283 neneqd φa0b0c0d0¬a=cb=d¬aEb=cEd
285 284 ex φa0b0c0d0¬a=cb=d¬aEb=cEd
286 285 con4d φa0b0c0d0aEb=cEda=cb=d
287 286 ralrimiva φa0b0c0d0aEb=cEda=cb=d
288 287 ralrimiva φa0b0c0d0aEb=cEda=cb=d
289 288 ralrimiva φa0b0c0d0aEb=cEda=cb=d
290 289 ralrimiva φa0b0c0d0aEb=cEda=cb=d
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